JP2012519887A - Backlight recirculation in transflective liquid crystal displays. - Google Patents

Backlight recirculation in transflective liquid crystal displays. Download PDF

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Abstract

半透過型LCD内のピクセルの反射部で普通なら遮断される、バックライトユニットからの光を再循環させる技法が提供される。光は、ピクセルの透過部内に再指向され、したがって、ピクセルの光効率および輝度を上昇させる。技法は、円偏光状態または直線偏光状態で光を透過する半透過型LCDで使用されうる。  Techniques are provided for recycling light from the backlight unit that would otherwise be blocked by the reflective portion of the pixel in the transflective LCD. The light is redirected into the transmissive part of the pixel, thus increasing the light efficiency and brightness of the pixel. The technique can be used in transflective LCDs that transmit light in a circular or linear polarization state.

Description

本開示は、液晶ディスプレイ(LCD)に関する。   The present disclosure relates to a liquid crystal display (LCD).

本節で述べる手法は、探求されうる手法であるが、必ずしも以前に考えられたまたは探求された手法ではない。したがって、別途示さない限り、本節で述べる手法はどれも、単にそれらが本節に含まれることによって従来技術として適格であるとみなされるべきではない。   The approaches described in this section are approaches that can be explored, but not necessarily approaches that have been previously conceived or explored. Thus, unless otherwise indicated, none of the approaches described in this section should be considered as prior art simply by including them in this section.

半透過型LCDは、一部には半透過型LCDの可読性が、通常、周囲光状態によって制限されないため、携帯電話、電子ブック、およびパーソナルコンピュータで使用される可能性がある。半透過型LCDは、それぞれが反射部および透過部を有するピクセルのアレイを備える。半透過型LCDピクセルの反射部には、薄フィルムトランジスタユニットを覆って金属反射体が存在してもよい。ピクセル内に比較的小さな金属反射体を使用する半透過型LCDでは、十分なバックライトがピクセルを透過できる可能性があるが、ピクセルが所望の輝度で示されるほどには周囲光が反射されないことがある。   Transflective LCDs may be used in cell phones, electronic books, and personal computers, in part because the readability of transflective LCDs is usually not limited by ambient light conditions. A transflective LCD comprises an array of pixels each having a reflective portion and a transmissive portion. In the reflective part of the transflective LCD pixel, there may be a metal reflector covering the thin film transistor unit. In a transflective LCD that uses a relatively small metal reflector in the pixel, sufficient backlight may be able to transmit the pixel, but ambient light is not reflected to the extent that the pixel is shown with the desired brightness. There is.

一方、ピクセル内に比較的大きな金属反射体を使用する半透過型LCDでは、十分な周囲光が反射される可能性があるが、十分なバックライトがピクセルを透過できない。たとえば、円偏光バックライトは、反射部内の比較的大きな金属反射体によって遮断される可能性があり、透過部に効率的に再指向されることができない。これは、バックライトユニット(BLU)の光出力効率を著しく低下させ、半透過型LCDのピクセルの総合光透過率および輝度を減少させる。その問題は、反射部の面積が、ピクセル内の透過部の面積に匹敵するかまたはそれより大きいときに、特に深刻になる。   On the other hand, in a transflective LCD using a relatively large metal reflector in a pixel, sufficient ambient light may be reflected, but sufficient backlight cannot transmit the pixel. For example, a circularly polarized backlight may be blocked by a relatively large metal reflector in the reflector and cannot be efficiently redirected to the transmissive part. This significantly reduces the light output efficiency of the backlight unit (BLU) and reduces the overall light transmittance and brightness of the pixels of the transflective LCD. The problem is particularly acute when the area of the reflective part is comparable to or larger than the area of the transmissive part in the pixel.

半透過型LCDにおいてバックライトを再循環させる技法が述べられる。好ましい実施形態に対する種々の変更ならびに本明細書で述べる一般的な原理および特徴が、当業者に容易に明らかになるであろう。そのため、本発明は、示す実施形態に限定されることを意図されるのではなく、本明細書で述べる原理および特徴に整合する最も広い範囲が与えられる。   A technique for recycling the backlight in a transflective LCD is described. Various modifications to the preferred embodiment and the general principles and features described herein will be readily apparent to those skilled in the art. As such, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown, but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and features described herein.

1.全体的概観
ある実施形態では、バックライトを効率的に再循環させるために、第1の金属反射層が、半透過型LCDユニット構造の反射部内で底部基材の内側表面に隣接する。本明細書で使用されるように、「底部基材の内側表面(an inner surface of a bottom substrate)」は、さらに述べるように、半透過型LCDユニット構造内で液晶材料に面する底部基材の表面を指す。用語「半透過型LCDユニット構造(transflective LCD unit structure)」は、半透過型LCD内のピクセルまたはサブピクセルを指してもよい。
1. General Overview In some embodiments, a first metal reflective layer is adjacent to the inner surface of the bottom substrate within the reflective portion of the transflective LCD unit structure to efficiently recycle the backlight. As used herein, “an inner surface of a bottom substrate” refers to a bottom substrate facing a liquid crystal material within a transflective LCD unit structure, as further described. Refers to the surface. The term “transflective LCD unit structure” may refer to a pixel or sub-pixel within a transflective LCD.

反射領域は、第1の金属反射層とバックライトとの間に位置してもよい。反射領域は、散乱または回折タイプのオーバコーティング層を備えてもよい。付加的にかつ/または任意選択で、第1の位相チューニングフィルムは、第1の金属反射層と反射部内のBLUとの間に形成されて、第1の位相チューニングフィルムを通過する再循環光の位相および極性状態を変更してもよい。   The reflective region may be located between the first metal reflective layer and the backlight. The reflective region may comprise a scattering or diffractive type overcoating layer. Additionally and / or optionally, the first phase tuning film is formed between the first metal reflective layer and the BLU in the reflector, so that the recirculated light passing through the first phase tuning film The phase and polarity state may be changed.

一部の実施形態では、第1の金属反射層は、底部基材の内側表面に接する。一部の実施形態では、第1の金属反射層は、液晶層の近くで、オーバコーティング層の上部面上に位置する第2の金属反射層のほかに存在する。第2の金属反射層は、周囲光に面する凹凸(bumpy)表面構造を有する凹凸金属反射体であってよい。そのため、これらの構成では、ピクセルは、反射部内に少なくとも2つの金属反射コンポーネントを備える。第2の金属反射層は、周囲光を効果的に反射するが、底部基材の内側表面に隣接する第1の金属反射層は、BLUから受取ったバックライトを効果的に再循環させる。一部の実施形態では、一方または両方の金属反射層は、アルミニウム(Al)または銀(Ag)などの不透明層を備える。   In some embodiments, the first metal reflective layer contacts the inner surface of the bottom substrate. In some embodiments, the first metallic reflective layer is present in addition to the second metallic reflective layer located on the top surface of the overcoating layer, near the liquid crystal layer. The second metal reflective layer may be a concavo-convex metal reflector having a bumpy surface structure facing ambient light. Thus, in these configurations, the pixel comprises at least two metal reflective components in the reflector. The second metal reflective layer effectively reflects ambient light, but the first metal reflective layer adjacent to the inner surface of the bottom substrate effectively recycles the backlight received from the BLU. In some embodiments, one or both metallic reflective layers comprises an opaque layer such as aluminum (Al) or silver (Ag).

一部の実施形態では、バックライトの一部分は、第2の金属反射層のBLUに面する表面によって同様に反射され、再循環される可能性がある。これらの実施形態では、第2の位相チューニングフィルムはまた、第2の金属反射層と反射部内のBLUとの間に挿入されて、第2の位相チューニングフィルムを通過する再循環光の位相または極性を変更する可能性がある。   In some embodiments, a portion of the backlight may be similarly reflected and recycled by the BLU facing surface of the second metal reflective layer. In these embodiments, the second phase tuning film is also inserted between the second metal reflective layer and the BLU in the reflector and the phase or polarity of the recirculated light passing through the second phase tuning film May change.

一部の実施形態では、本明細書で述べる半透過型LCDは、直線偏光を透過させる。これらの実施形態では、半透過型LCDは、1つまたは複数の直線偏光子を持つように構成されてもよい。   In some embodiments, the transflective LCD described herein transmits linearly polarized light. In these embodiments, the transflective LCD may be configured with one or more linear polarizers.

一部の実施形態では、本明細書で述べる半透過型LCDは、円偏光を透過させる。これらの実施形態では、半透過型LCDは、1/4波長板、または半波長板と1/4波長板の組合せを備える1つまたは複数の円偏光子を持つように構成されてもよい。直線偏光は、金属反射層によって反射され、観察者に向かって透過部を通って出るまで反射領域内で1回または複数回再循環する可能性がある。   In some embodiments, the transflective LCD described herein transmits circularly polarized light. In these embodiments, the transflective LCD may be configured to have one or more circular polarizers comprising a quarter wave plate or a combination of half wave plate and quarter wave plate. Linearly polarized light is reflected by the metallic reflective layer and may be recycled one or more times in the reflective region until it exits through the transmission towards the viewer.

円偏光は、金属反射層によって反射され、偏光解消されて1つまたは他の混合光偏光状態になって、反射部内に反射される可能性がある。通常、反射光は楕円偏光する。散乱した楕円偏光を透過部内によりよく再指向させるために、ピクセル構造は、光再指向プリズムフィルムを備えてもよい。散乱された無偏光または楕円偏光を透過部内によりよく再循環させるために、ピクセル構造は、円偏光反射体としてコレステリック液晶フィルムを備えてもよい。   Circularly polarized light may be reflected by the metallic reflective layer, depolarized into one or other mixed light polarization state and reflected into the reflector. Usually, the reflected light is elliptically polarized. In order to better redirect scattered elliptically polarized light within the transmission, the pixel structure may comprise a light redirecting prism film. The pixel structure may comprise a cholesteric liquid crystal film as a circularly polarized reflector in order to better recirculate the scattered unpolarized or elliptically polarized light within the transmission.

複数の実施形態では、BLUからの光は、反射部から透過部へ効果的に再循環されて、BLUの光出力を増加させ、透過部の輝度をさらに上昇させる。   In embodiments, the light from the BLU is effectively recirculated from the reflector to the transmissive part, increasing the light output of the BLU and further increasing the brightness of the transmissive part.

この手法の利益は、高いバックライト出力効率を有する半透過型LCDを含む。さらなる利益は、他のものに比べて高い輝度およびかなり低い電力消費を特徴とする半透過型LCDを含む。これらの特徴は、異なる動作モードの種々のアプリケーションについて価値がある。たとえば、本明細書で述べる半透過型LCDは、透過モードおよび半透過モードでカラー画像を、また、反射モードで白黒単色画像を示し、良好な周囲光可読性および低電力消費を有する。   The benefits of this approach include transflective LCDs with high backlight output efficiency. Further benefits include transflective LCDs characterized by high brightness and significantly lower power consumption compared to others. These features are valuable for various applications with different modes of operation. For example, the transflective LCDs described herein exhibit color images in transmissive and transflective modes and black and white monochrome images in reflective mode, and have good ambient light readability and low power consumption.

一部の実施形態では、本明細書で述べる半透過型LCDは、限定はしないが、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、セル方式無線電話、電子ブックリーダ、販売時点端末、デスクトップコンピュータ、コンピュータワークステーション、コンピュータキオスク、あるいはガソリンポンプに結合されたまたは一体化されたコンピュータを含むコンピュータ、ならびに、種々の他の種類の端末およびディスプレイユニットの一部を形成する。   In some embodiments, the transflective LCD described herein includes, but is not limited to, a laptop computer, netbook computer, cellular radiotelephone, electronic book reader, point-of-sale terminal, desktop computer, computer workstation A computer kiosk, or a computer including a computer coupled or integrated with a gasoline pump, and various other types of terminals and display units.

一部の実施形態では、方法は、述べる半透過型LCDおよび半透過型LCDに対するバックライト源を提供することを含む。   In some embodiments, the method includes providing a backlight source for the described transflective LCD and transflective LCD.

好ましい実施形態対する種々の変更ならびに本明細書で述べる一般的な原理および特徴が、当業者に容易に明らかになるであろう。そのため、本発明は、示す実施形態に限定されることを意図されるのではなく、本明細書で述べる原理および特徴に整合する最も広い範囲が与えられる。   Various modifications to the preferred embodiment and the general principles and features described herein will be readily apparent to those skilled in the art. As such, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown, but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and features described herein.

本発明の種々の実施形態が、本発明を制限するのではなく示すために提供される添付図面に関連して以降で述べられる。図面では、同じ指定は同じ要素を示す。   Various embodiments of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings provided to illustrate, but not limit, the invention. In the drawings, the same designation indicates the same element.

偏光再循環フィルムによって直線偏光を透過させるように構成された例示的な半透過型LCDユニット構造の略断面図を示す。FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary transflective LCD unit structure configured to transmit linearly polarized light with a polarization recycling film. 偏光再循環フィルムおよび光再指向フィルムによって直線偏光を透過させるように構成された例示的な半透過型LCDユニット構造の略断面図を示す。FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary transflective LCD unit structure configured to transmit linearly polarized light by means of a polarization recycling film and a light redirecting film. 反射偏光子によって円偏光を透過させるように構成された例示的な半透過型LCDユニット構造の略断面図を示す。FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary transflective LCD unit structure configured to transmit circularly polarized light with a reflective polarizer. 反射偏光子および光再指向フィルムによって円偏光を透過させるように構成された例示的な半透過型LCDユニット構造の略断面図を示す。FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary transflective LCD unit structure configured to transmit circularly polarized light with a reflective polarizer and a light redirecting film.

図面は、一定比例尺に従ってレンダリングされていない。   The drawings are not rendered according to a fixed scale.

2.構造概観
2.1直線偏光
図1は、例示的な半透過型LCDユニット構造100の略断面図を示す。直線偏光を透過させるために一対の直線偏光子を備えてもよいLCDユニット構造100は、直線偏光を再循環させる構成を備える。
2. Structural Overview 2.1 Linear Polarization FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary transflective LCD unit structure 100. The LCD unit structure 100, which may include a pair of linear polarizers to transmit linearly polarized light, has a configuration for recirculating linearly polarized light.

一部の実施形態では、LCDユニット構造100は、少なくとも、透過部101および反射部102を備える。液晶層110は、底部基材114と上部基材124との間に位置する。透過部101は、反射部102の液晶セルギャップと異なる液晶セルギャップを有してもよい。本開示で使用されるように、「液晶セルギャップ(a liquid crystal cell gap)」は、透過部または反射部の液晶層の厚さを指す。   In some embodiments, the LCD unit structure 100 includes at least a transmissive part 101 and a reflective part 102. The liquid crystal layer 110 is located between the bottom substrate 114 and the top substrate 124. The transmission unit 101 may have a liquid crystal cell gap different from the liquid crystal cell gap of the reflection unit 102. As used in this disclosure, “a liquid crystal cell gap” refers to the thickness of a liquid crystal layer in a transmissive part or a reflective part.

オーバコーティング層113は、透過部101の液晶セルギャップより小さい反射部の液晶セルギャップを作るために、反射部102内に堆積されてもよい。一部の実施形態では、一部にはオーバコーティング層113のために、反射部102の液晶セルギャップは、透過部101の液晶セルギャップの約半分であってよい。種々の実施形態では、オーバコーティング層113は、アクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含んでもよい。オーバコーティング層113は、散乱および回折光学特性を提供するために二酸化シリコン(SiO)などの無機粒子をドープされてもよい。 An overcoating layer 113 may be deposited in the reflective portion 102 to create a liquid crystal cell gap in the reflective portion that is smaller than the liquid crystal cell gap in the transmissive portion 101. In some embodiments, due in part to the overcoating layer 113, the liquid crystal cell gap of the reflective portion 102 may be about half of the liquid crystal cell gap of the transmissive portion 101. In various embodiments, the overcoating layer 113 may include an acrylic resin, a polyamide, or a novolac epoxy resin. The overcoating layer 113 may be doped with inorganic particles such as silicon dioxide (SiO 2 ) to provide scattering and diffractive optical properties.

第1の金属反射層115は、図1の底部基材114の上部表面である反射部102内の底部基材114の内側表面上にあってよい。第1の金属反射層115は、TFTプロセス中に、伸張ゲート金属または別個の反射金属層として調製されうる。第1の金属反射層115は、AlまたはAgなどの不透明反射金属材料を含んでもよく、また、反射エリア102の全エリアの全てまたは一部分を占めてもよい。オーバコーティング層113の、図1の上部表面である内側表面は、反射電極として働くために、アルミニウム(Al)または銀(Ag)などの第2の金属反射層111で被覆されてもよい。一部の実施形態では、この第2の金属反射層111は、凹凸金属層であってもよい。   The first metal reflective layer 115 may be on the inner surface of the bottom substrate 114 in the reflector 102, which is the top surface of the bottom substrate 114 of FIG. The first metal reflective layer 115 can be prepared as a stretched gate metal or a separate reflective metal layer during the TFT process. The first metallic reflective layer 115 may include an opaque reflective metallic material such as Al or Ag and may occupy all or a portion of the entire area of the reflective area 102. The inner surface, which is the upper surface of FIG. 1, of the overcoating layer 113 may be coated with a second metallic reflective layer 111 such as aluminum (Al) or silver (Ag) to serve as a reflective electrode. In some embodiments, the second metal reflective layer 111 may be an uneven metal layer.

底部基材114はガラスで作られてもよい。透過部101内の底部基材114の内側表面には、透明酸化インジウムスズ(ITO)層112が、ピクセル電極として設けられてもよい。図1に示さないカラーフィルタが、上部基材124の表面上にまたはその近くに堆積されてもよい。カラーフィルタは、透過部101と反射部102の両方を被覆するか、または、透過部101を被覆するだけであってもよい。ITO層122は、上部基材124と液晶層110との間に共通電極として位置してもよい。底部直線偏光子116および上部直線偏光子126は、底部基材114および上部基材124の外側表面上にそれぞれ取付けられてもよい。   The bottom substrate 114 may be made of glass. A transparent indium tin oxide (ITO) layer 112 may be provided as a pixel electrode on the inner surface of the bottom base 114 in the transmissive portion 101. A color filter not shown in FIG. 1 may be deposited on or near the surface of the upper substrate 124. The color filter may cover both the transmissive part 101 and the reflective part 102, or may only cover the transmissive part 101. The ITO layer 122 may be positioned as a common electrode between the upper base material 124 and the liquid crystal layer 110. Bottom linear polarizer 116 and top linear polarizer 126 may be mounted on the outer surfaces of bottom substrate 114 and top substrate 124, respectively.

偏光再循環フィルム134は、BLU136と底部直線偏光子116との間に位置してもよい。偏光再循環フィルム134は、第1の横偏光状態などの一方の偏光状態の光を反射し、第1の横偏光状態に直交する第2の横偏光状態などの他の偏光状態の光を透過するデュアル輝度上昇フィルムを備えてもよい。偏光再循環フィルム134は複数の層を備えてもよい。一実施形態では、デュアル輝度上昇フィルムは、3Mから商業的に入手可能なVikuiti(商標)DBEFフィルムであってもよい。   A polarization recycling film 134 may be located between the BLU 136 and the bottom linear polarizer 116. The polarization recycling film 134 reflects light in one polarization state such as the first transverse polarization state and transmits light in another polarization state such as the second transverse polarization state orthogonal to the first transverse polarization state. A dual brightness enhancement film may be provided. The polarization recycling film 134 may comprise a plurality of layers. In one embodiment, the dual brightness enhancement film may be a Vikuiti ™ DBEF film commercially available from 3M.

動作時、反射部102では、BLU136からの入射バックライト132aは、まず光再循環フィルム134を通過し、次に、底部直線偏光子116に入り、特定の直線偏光状態で反射部102の底部領域に入る。入射バックライト132aは、第1の金属反射層115上に入射する。同様に、入射バックライト132bは、第2の金属反射層111の底部表面上に入射してもよい。入射バックライト132aおよび132bは、ランダムに反射され、同じ偏光状態を有する底部直線偏光子116を通過してもよい。偏光再循環フィルム134によって反射されて、入射光132aおよび132bは、再循環され、(1)第1の金属反射層115で被覆された、または、(2)第1の金属反射層115で被覆されないが、第2の金属反射層111で被覆された領域から透過部101内に再指向されてもよい。   In operation, in the reflector 102, the incident backlight 132a from the BLU 136 first passes through the light recycling film 134 and then enters the bottom linear polarizer 116 to enter the bottom region of the reflector 102 in a particular linear polarization state. to go into. The incident backlight 132 a is incident on the first metal reflective layer 115. Similarly, the incident backlight 132 b may be incident on the bottom surface of the second metal reflective layer 111. Incident backlights 132a and 132b may pass through a bottom linear polarizer 116 that is randomly reflected and has the same polarization state. Reflected by the polarization recycling film 134, the incident light 132a and 132b is recycled and (1) covered with the first metal reflective layer 115 or (2) covered with the first metal reflective layer 115. Although not, it may be redirected into the transmissive part 101 from the region covered with the second metal reflective layer 111.

こうして、反射部102内のBLU光部分は、透過部101内に再循環され、バックライト再循環が実現される。本明細書で述べるバックライト再循環を通して、より多くの光が、反射部102から透過部101内に再指向される。したがって、BLUからの高い光出力効率が得られ、透過部101における上昇した輝度が達成されうる。より多くのバックライトがより効率的に使用されるため、BLUからの電力消費は低減されることができ、効率的な電力節約能力を有する半透過型LCDがもたらされる。   In this way, the BLU light portion in the reflection unit 102 is recirculated in the transmission unit 101, and backlight recirculation is realized. Through the backlight recirculation described herein, more light is redirected from the reflective portion 102 into the transmissive portion 101. Therefore, a high light output efficiency from the BLU can be obtained, and an increased luminance in the transmission unit 101 can be achieved. Because more backlight is used more efficiently, power consumption from the BLU can be reduced, resulting in a transflective LCD with efficient power saving capabilities.

2.2光再指向フィルムによる直線偏光
図2は、例示的な半透過型LCDユニット構造200の略断面図を示す。直線偏光を透過させるために一対の直線偏光子を備えてもよいLCDユニット構造200は、直線偏光を再循環させる構成を備える。
2.2 Linear Polarization with Light Redirecting Film FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary transflective LCD unit structure 200. The LCD unit structure 200, which may include a pair of linear polarizers to transmit linearly polarized light, has a configuration for recirculating linearly polarized light.

一部の実施形態では、LCDユニット構造200は、少なくとも、透過部201および反射部202を備える。液晶層210は、底部基材214と上部基材224との間に位置する。透過部201は、反射部202の液晶セルギャップと異なる液晶セルギャップを有してもよい。   In some embodiments, the LCD unit structure 200 includes at least a transmissive portion 201 and a reflective portion 202. The liquid crystal layer 210 is located between the bottom base material 214 and the top base material 224. The transmission unit 201 may have a liquid crystal cell gap different from the liquid crystal cell gap of the reflection unit 202.

オーバコーティング層213は、透過部201の液晶セルギャップより小さい反射部の液晶セルギャップを作るために、反射部202内に位置してもよい。一部の実施形態では、一部にはオーバコーティング層213のために、反射部202の液晶セルギャップは、透過部201の液晶セルギャップの約半分であってもよい。オーバコーティング層213の材料は、アクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含んでもよい。オーバコーティング層213は、散乱および回折光学特性を提供するために二酸化シリコン(SiO)などの無機粒子をドープされてもよい。 The overcoating layer 213 may be positioned in the reflective portion 202 to create a liquid crystal cell gap of the reflective portion that is smaller than the liquid crystal cell gap of the transmissive portion 201. In some embodiments, due in part to the overcoating layer 213, the liquid crystal cell gap of the reflective portion 202 may be about half of the liquid crystal cell gap of the transmissive portion 201. The material of the overcoating layer 213 may include an acrylic resin, a polyamide, or a novolac epoxy resin. The overcoating layer 213 may be doped with inorganic particles such as silicon dioxide (SiO 2 ) to provide scattering and diffractive optical properties.

第1の金属反射層215は、図2の底部基材214の上部表面である反射部202内の底部基材214の内側表面上に位置してもよい。第1の金属反射層215は、TFTプロセス中に、伸張ゲート金属または別個の反射金属層として調製されうる。第1の金属反射層215は、AlまたはAgなどの不透明反射金属材料を含んでもよく、また、反射エリア202の全エリアの全てまたは一部分を占めてもよい。オーバコーティング層213の、図2の上部表面である内側表面は、反射電極として働くために、アルミニウム(Al)または銀(Ag)などの第2の金属反射層211で被覆されてもよい。一部の実施形態では、この第2の金属反射層211は、凹凸金属層であってもよい。   The first metal reflective layer 215 may be located on the inner surface of the bottom substrate 214 in the reflector 202, which is the top surface of the bottom substrate 214 of FIG. The first metal reflective layer 215 can be prepared as a stretched gate metal or a separate reflective metal layer during the TFT process. The first metallic reflective layer 215 may comprise an opaque reflective metallic material such as Al or Ag and may occupy all or a portion of the entire area of the reflective area 202. The inner surface, which is the upper surface of FIG. 2, of the overcoating layer 213 may be coated with a second metal reflective layer 211 such as aluminum (Al) or silver (Ag) to serve as a reflective electrode. In some embodiments, the second metal reflective layer 211 may be a concavo-convex metal layer.

底部基材214はガラスで作られてもよい。透過部201内の底部基材214の内側表面には、透明酸化インジウムスズ(ITO)層212が、ピクセル電極として設けられてもよい。図2に示さないカラーフィルタが、上部基材224の表面上にまたはその近くに堆積されてもよい。カラーフィルタは、透過部201と反射部202の両方を被覆するか、または、透過部101を被覆するだけであってもよい。ITO層222は、上部基材224と液晶層210との間に共通電極として位置してもよい。底部直線偏光子216および上部直線偏光子226は、底部基材214および上部基材224の外側表面上にそれぞれ取付けられてもよい。   The bottom substrate 214 may be made of glass. A transparent indium tin oxide (ITO) layer 212 may be provided as a pixel electrode on the inner surface of the bottom substrate 214 in the transmissive portion 201. A color filter not shown in FIG. 2 may be deposited on or near the surface of the upper substrate 224. The color filter may cover both the transmissive part 201 and the reflective part 202, or may only cover the transmissive part 101. The ITO layer 222 may be positioned as a common electrode between the upper substrate 224 and the liquid crystal layer 210. The bottom linear polarizer 216 and the top linear polarizer 226 may be mounted on the outer surfaces of the bottom substrate 214 and the top substrate 224, respectively.

光再指向フィルム233および偏光再循環フィルム234は、BLU236と底部直線偏光子216との間に位置してもよい。光再指向フィルム233は、傾斜プリズムフィルムであり、光指向性チューニングフィルムの役をして、入射光が光再指向フィルム233に入るかまたはそこから反射した後に、入射光を、図2の所望の実質的に垂直な上方向に指向させうる。光再指向プリズムフィルム233は、透過部201と反射部202の両方を全体として被覆でき、または別法として、反射部202だけを被覆するパターンを備えうる。明確な実施例を示すために、光再指向フィルム233は、対称な反射表面を有するものとして図2に示される。一部の実施形態では、光再指向フィルム233の反射表面は、入射光を透過部201に再指向させるための非対称反射表面を持つように構成されてもよい。たとえば、透過部201からさらに離れた光再指向フィルム233上の反射表面は、透過部201に近い光再指向フィルム233上の反射表面より傾斜が小さくてもよい。   The light redirecting film 233 and the polarization recycling film 234 may be located between the BLU 236 and the bottom linear polarizer 216. The light redirecting film 233 is a tilted prism film and acts as a light directing tuning film to allow the incident light to enter the light redirecting film 233 or to reflect the incident light as shown in FIG. Can be directed in a substantially vertical upward direction. The light redirecting prism film 233 may cover both the transmissive part 201 and the reflective part 202 as a whole, or may alternatively include a pattern that covers only the reflective part 202. To show a clear example, the light redirecting film 233 is shown in FIG. 2 as having a symmetric reflective surface. In some embodiments, the reflective surface of the light redirecting film 233 may be configured to have an asymmetric reflective surface for redirecting incident light to the transmissive portion 201. For example, the reflection surface on the light redirecting film 233 further away from the transmission part 201 may have a smaller inclination than the reflection surface on the light redirecting film 233 near the transmission part 201.

偏光再循環フィルム234は、第1の横偏光状態などの一方の偏光状態の光を反射し、第1の横偏光状態に直交する第2の横偏光状態などの他の偏光状態の光を透過するデュアル輝度上昇フィルムとして機能してもよい。偏光再循環フィルム234は内部に複数の層を備えてもよい。特定の実施形態では、デュアル輝度上昇フィルムは、Vikuiti(商標)DBEFフィルムであってもよい。   The polarization recycling film 234 reflects light in one polarization state, such as the first lateral polarization state, and transmits light in another polarization state, such as a second lateral polarization state orthogonal to the first lateral polarization state. It may function as a dual brightness enhancement film. The polarization recycling film 234 may include a plurality of layers therein. In certain embodiments, the dual brightness enhancement film may be a Vikuiti ™ DBEF film.

動作時、反射部202では、BLU236からの入射バックライト232aは、まず光再循環フィルム234および光再指向フィルム233を通過し、次に、底部直線偏光子216に入り、特定の直線偏光状態で反射部202の底部領域に入る。入射バックライト232aは、第1の金属反射層215上に入射する。同様に、入射バックライト232bは、第2の金属反射層211の底部表面上に入射してもよい。入射バックライト232aおよび232bは、ランダムに反射され、同じ偏光状態を有する底部直線偏光子216を通過する。偏光再循環フィルム234によって反射され、光再指向フィルム233によって再指向させられて、入射光232aおよび232bは、再循環され、(1)第1の金属反射層215で被覆された、または、(2)第1の金属反射層215で被覆されないが、第2の金属反射層211で被覆された領域から透過部201内に再循環され再指向されてもよい。   In operation, in the reflector 202, the incident backlight 232a from the BLU 236 first passes through the light recirculation film 234 and the light redirecting film 233, and then enters the bottom linear polarizer 216 and in a particular linear polarization state. Enter the bottom area of the reflector 202. The incident backlight 232 a is incident on the first metal reflective layer 215. Similarly, the incident backlight 232b may be incident on the bottom surface of the second metal reflective layer 211. Incident backlights 232a and 232b are randomly reflected and pass through a bottom linear polarizer 216 having the same polarization state. Incident light 232a and 232b is recirculated and reflected by polarized recirculating film 234 and redirected by light redirecting film 233, or (1) coated with first metal reflective layer 215, or ( 2) Although not covered with the first metal reflective layer 215, it may be recirculated and redirected into the transmission part 201 from the region covered with the second metal reflective layer 211.

こうして、反射部202内のBLU光部分は、透過部201内に再循環され、バックライト再循環が実現される。本明細書で述べるバックライト再循環を通して、より多くの光が、反射部202から透過部201内に再指向される。したがって、BLUからの高い光出力効率が得られ、透過部201における上昇した輝度が達成されうる。より多くのバックライトがより効率的に使用されるため、BLUからの電力消費は低減されることができ、効率的な電力節約能力を有する半透過型LCDがもたらされる。   Thus, the BLU light portion in the reflection unit 202 is recirculated in the transmission unit 201, and backlight recirculation is realized. Through the backlight recirculation described herein, more light is redirected from the reflective portion 202 into the transmissive portion 201. Therefore, a high light output efficiency from the BLU can be obtained, and an increased brightness in the transmission unit 201 can be achieved. Because more backlight is used more efficiently, power consumption from the BLU can be reduced, resulting in a transflective LCD with efficient power saving capabilities.

2.3円偏光
図3は、例示的な半透過型LCDユニット構造300の略断面図を示す。円偏光を透過させるために一対の円偏光子を備えてもよいこのLCDユニット構造300は、円偏光を再循環させる構成を備える。円偏光子は、広帯域円偏光子を形成するために、1/4波長板を有する直線偏光子を備えてもよく、または、半波長板と1/4波長板を有する直線偏光子を備えてもよい。
2.3 Circular Polarization FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary transflective LCD unit structure 300. The LCD unit structure 300, which may include a pair of circular polarizers to transmit circularly polarized light, has a configuration for recirculating circularly polarized light. The circular polarizer may comprise a linear polarizer having a quarter wave plate or a linear polarizer having a half wave plate and a quarter wave plate to form a broadband circular polarizer. Also good.

一部の実施形態では、LCDユニット構造300は、少なくとも、透過部301および反射部302を備える。液晶層310は、底部基材314と上部基材324との間に位置する。透過部301は、反射部302の液晶セルギャップと異なる液晶セルギャップを有してもよい。   In some embodiments, the LCD unit structure 300 includes at least a transmissive part 301 and a reflective part 302. The liquid crystal layer 310 is located between the bottom base material 314 and the top base material 324. The transmission part 301 may have a liquid crystal cell gap different from the liquid crystal cell gap of the reflection part 302.

オーバコーティング層313は、透過部301の液晶セルギャップより小さい反射部の液晶セルギャップを作るために、反射部302内に位置してもよい。一部の実施形態では、一部にはオーバコーティング層313のために、反射部302の液晶セルギャップは、透過部301の液晶セルギャップの約半分であってよい。オーバコーティング層313の材料は、アクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含んでもよい。オーバコーティング層313は、散乱および回折光学特性を提供するために二酸化シリコン(SiO)などの無機粒子をドープされてもよい。一部の実施形態では、オーバコーティング層313は、位相チューニング機能を実施するために、適したドーパントでドープされた異方性液晶材料を含んでもよい。一部の他の実施形態では、オーバコーティング層313は、ポリマー液晶材料であってよい。 The overcoating layer 313 may be positioned in the reflective portion 302 in order to create a liquid crystal cell gap of the reflective portion that is smaller than the liquid crystal cell gap of the transmissive portion 301. In some embodiments, due in part to the overcoating layer 313, the liquid crystal cell gap of the reflective portion 302 may be about half of the liquid crystal cell gap of the transmissive portion 301. The material of the overcoating layer 313 may include acrylic resin, polyamide, or novolac epoxy resin. The overcoating layer 313 may be doped with inorganic particles such as silicon dioxide (SiO 2 ) to provide scattering and diffractive optical properties. In some embodiments, the overcoating layer 313 may comprise an anisotropic liquid crystal material doped with a suitable dopant to perform a phase tuning function. In some other embodiments, the overcoating layer 313 may be a polymer liquid crystal material.

第1の金属反射層315は、図3の底部基材314の上部表面である反射部302内の底部基材314の内側表面上に位置してもよい。第1の金属反射層315は、TFTプロセス中に、伸張ゲート金属または別個の反射金属層として調製されうる。第1の金属反射層315は、AlまたはAgなどの不透明反射金属材料を含んでもよく、また、反射エリア302の全エリアの全てまたは一部分を占めてもよい。オーバコーティング層313の、図3の上部表面である内側表面は、反射電極として働くために、アルミニウム(Al)または銀(Ag)などの第2の金属反射層311で被覆されてもよい。一部の実施形態では、この第2の金属反射層311は、凹凸金属層であってもよい。   The first metal reflective layer 315 may be located on the inner surface of the bottom substrate 314 in the reflector 302, which is the top surface of the bottom substrate 314 of FIG. The first metal reflective layer 315 can be prepared as a stretched gate metal or a separate reflective metal layer during the TFT process. The first metal reflective layer 315 may include an opaque reflective metal material such as Al or Ag, and may occupy all or a portion of the entire area of the reflective area 302. The inner surface, which is the upper surface of FIG. 3, of the overcoating layer 313 may be coated with a second metallic reflective layer 311 such as aluminum (Al) or silver (Ag) to serve as a reflective electrode. In some embodiments, the second metal reflective layer 311 may be an uneven metal layer.

底部基材314はガラスで作られてもよい。透過部301内の底部基材314の内側表面には、透明酸化インジウムスズ(ITO)層312が、ピクセル電極として設けられてもよい。図3に示さないカラーフィルタが、上部基材324の表面上にまたはその近くに位置してもよい。カラーフィルタは、透過部301と反射部302の両方を被覆するか、または、透過部301を被覆するだけであってもよい。ITO層322はさらに、上部基材324と液晶層310との間に共通電極として位置してもよい。底部直線偏光子316および上部直線偏光子326は、底部基材314および上部基材324の外側表面上にそれぞれ取付けられてもよい。   The bottom substrate 314 may be made of glass. A transparent indium tin oxide (ITO) layer 312 may be provided as a pixel electrode on the inner surface of the bottom base material 314 in the transmissive portion 301. Color filters not shown in FIG. 3 may be located on or near the surface of the upper substrate 324. The color filter may cover both the transmissive part 301 and the reflective part 302, or may only cover the transmissive part 301. The ITO layer 322 may further be positioned as a common electrode between the upper substrate 324 and the liquid crystal layer 310. The bottom linear polarizer 316 and the top linear polarizer 326 may be mounted on the outer surfaces of the bottom substrate 314 and the top substrate 324, respectively.

反射偏光子334はさらに、BLU336と底部円偏光子316との間に付加されてもよい。反射偏光子334は、円偏光反射体として働くコレステリック液晶フィルムを含んでもよい。反射偏光子334は、右旋円偏光などの一方の回転方向の円偏光を反射し、左旋円偏光などの他方の回転方向の円偏光を透過させうる。反射偏光子334はまた、光再循環を可能にする複数の層を備えてもよい。特定の実施形態では、反射偏光子334は、Merckから商業的に入手可能なCLCフィルムであってよい。   A reflective polarizer 334 may also be added between the BLU 336 and the bottom circular polarizer 316. The reflective polarizer 334 may include a cholesteric liquid crystal film that acts as a circularly polarized reflector. The reflective polarizer 334 can reflect circularly polarized light in one rotational direction such as right-handed circularly polarized light and transmit circularly polarized light in the other rotational direction such as left-handed circularly polarized light. The reflective polarizer 334 may also include multiple layers that allow light recycling. In certain embodiments, the reflective polarizer 334 may be a CLC film commercially available from Merck.

動作時、反射部302では、BLU336からの入射光332aおよび入射光332bは、まず反射偏光子334を通過し、次に、底部円偏光子316に入り、たとえば左旋円偏光状態で反射部302の底部領域に入る。BLU336からの初期段階で不偏光であってよい入射光332aおよび入射光332bは、底部円偏光子316を通過し、対応する光偏光状態は、左旋円偏光された偏光状態になる。   In operation, in the reflector 302, incident light 332a and incident light 332b from the BLU 336 first pass through the reflective polarizer 334 and then enter the bottom circular polarizer 316, for example in the left-handed circular polarization state of the reflector 302. Enter the bottom area. Incident light 332a and incident light 332b, which may be initially unpolarized from the BLU 336, pass through the bottom circular polarizer 316 and the corresponding light polarization state becomes a left-handed circularly polarized state.

左旋円偏光状態の入射光332aおよび入射光332bは、次に、位相チューニング機能と散乱機能の両方を有するオーバコーティング層313を通過した後、偏光解消されて楕円偏光状態になる。入射光332aおよび332bは、第1の金属反射層315または第2の金属反射層311の底部表面からランダムに反射された後、偏光解消光または楕円偏光になる。   The incident light 332a and the incident light 332b in the left-handed circular polarization state then pass through the overcoating layer 313 having both the phase tuning function and the scattering function, and then are depolarized to become an elliptically polarized state. Incident light 332a and 332b are randomly reflected from the bottom surface of the first metal reflective layer 315 or the second metal reflective layer 311 and then become depolarized light or elliptically polarized light.

偏光解消光または楕円偏光は、左旋円偏光成分光および右旋円偏光成分光に分割されうる。したがって、偏光解消光または楕円偏光入射光332a、332bが底部円偏光子316に戻るように反射されると、入射光332aおよび入射光332bの左旋円偏光成分光は、再び再循環されるために、底部円偏光子316に入ることを阻止され、オーバコーティング層313内に戻るように散乱されて、一方、入射光332aおよび入射光332bの右旋円偏光成分光は、底部円偏光子316を通過する。   Depolarized light or elliptically polarized light can be split into left-handed circularly polarized component light and right-handed circularly polarized component light. Therefore, when the depolarized light or elliptically polarized incident light 332a, 332b is reflected back to the bottom circular polarizer 316, the left-handed circularly polarized component light of the incident light 332a and incident light 332b is recirculated again. , Blocked from entering the bottom circular polarizer 316 and scattered back into the overcoating layer 313, while the right-handed circularly polarized component light of incident light 332 a and incident light 332 b passes through the bottom circular polarizer 316. pass.

反射偏光子334によって反射されて、入射光332aおよび入射光332bからの右旋円偏光状態を有する通過した成分光は、再循環され、(1)第1の金属反射層315で被覆された、または、(2)第1の金属反射層315で被覆されないが、第2の金属反射層311で被覆された領域から透過部301内に再指向される。   The component light that has been reflected by the reflective polarizer 334 and that has passed the right-handed circularly polarized state from incident light 332a and incident light 332b is recycled and (1) coated with a first metal reflective layer 315, Alternatively, (2) it is not covered with the first metal reflective layer 315 but is redirected into the transmission part 301 from the region covered with the second metal reflective layer 311.

こうして、反射部302内のBLU光部分は、透過部301内に再循環され、バックライト再循環が実現される。バックライト再循環を通して、より多くの光が、反射部302から透過部301内に再指向される。従来の半透過型LCDがこれを達成することは、その円偏光子構成に固有の回転方向競合のために不可能である。したがって、BLUからの高い光出力効率が得られ、透過部301における上昇した輝度が達成されうる。より多くのバックライトがより効率的に使用されるため、BLUからの電力消費は低減され、効率的な電力節約能力を有する半透過型LCDがもたらされる。   In this way, the BLU light portion in the reflection unit 302 is recirculated in the transmission unit 301, and backlight recirculation is realized. Through the backlight recirculation, more light is redirected from the reflector 302 into the transmissive part 301. It is not possible for a conventional transflective LCD to achieve this due to the rotational direction competition inherent in its circular polarizer configuration. Therefore, high light output efficiency from the BLU can be obtained, and increased brightness in the transmission unit 301 can be achieved. As more backlight is used more efficiently, power consumption from the BLU is reduced, resulting in a transflective LCD with efficient power saving capabilities.

2.4光再指向フィルムによる円偏光
図4は、例示的な半透過型LCDユニット構造400の略断面図を示す。円偏光を透過させるために一対の円偏光子を備えてもよいこのLCDユニット構造400は、円偏光を再循環させる構成を備える。円偏光子は、広帯域円偏光子を形成するために、1/4波長板を有する直線偏光子を備えてもよく、または、半波長板と1/4波長板を有する直線偏光子を備えてもよい。
2.4 Circular Polarization with Light Redirecting Film FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary transflective LCD unit structure 400. The LCD unit structure 400, which may include a pair of circular polarizers to transmit circularly polarized light, has a configuration for recirculating circularly polarized light. The circular polarizer may comprise a linear polarizer having a quarter wave plate or a linear polarizer having a half wave plate and a quarter wave plate to form a broadband circular polarizer. Also good.

一部の実施形態では、LCDユニット構造400は、少なくとも、透過部401および反射部402を備える。液晶層410は、底部基材414と上部基材424との間に位置する。透過部401は、反射部402の液晶セルギャップと異なる液晶セルギャップを有してもよい。   In some embodiments, the LCD unit structure 400 includes at least a transmissive part 401 and a reflective part 402. The liquid crystal layer 410 is located between the bottom base material 414 and the top base material 424. The transmission part 401 may have a liquid crystal cell gap different from the liquid crystal cell gap of the reflection part 402.

オーバコーティング層413は、透過部401の液晶セルギャップより小さい反射部の液晶セルギャップを作るために、反射部402内に位置してもよい。一部の実施形態では、一部にはオーバコーティング層413のために、反射部402の液晶セルギャップは、透過部401の液晶セルギャップの約半分であってよい。オーバコーティング層413の材料は、アクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含んでもよい。オーバコーティング層413は、散乱および回折光学特性を提供するために二酸化シリコン(SiO)などの無機粒子をドープされてもよい。一部の実施形態では、オーバコーティング層413は、位相チューニング機能を実施するために、適したドーパントでドープされた異方性液晶材料を含んでもよい。一部の他の実施形態では、オーバコーティング層413は、ポリマー液晶材料を含んでもよい。 The overcoating layer 413 may be positioned in the reflective portion 402 in order to create a liquid crystal cell gap of the reflective portion that is smaller than the liquid crystal cell gap of the transmissive portion 401. In some embodiments, due in part to the overcoating layer 413, the liquid crystal cell gap of the reflective portion 402 may be about half of the liquid crystal cell gap of the transmissive portion 401. The material of the overcoating layer 413 may include an acrylic resin, a polyamide, or a novolac epoxy resin. The overcoating layer 413 may be doped with inorganic particles such as silicon dioxide (SiO 2 ) to provide scattering and diffractive optical properties. In some embodiments, the overcoating layer 413 may include an anisotropic liquid crystal material doped with a suitable dopant to perform a phase tuning function. In some other embodiments, the overcoating layer 413 may include a polymer liquid crystal material.

第1の金属反射層415は、図4の底部基材414の上部表面である反射部402内の底部基材414の内側表面上に位置してもよい。第1の金属反射層415は、TFTプロセス中に、伸張ゲート金属または別個の反射金属層として調製されうる。第1の金属反射層415は、AlまたはAgなどの不透明反射金属材料を含んでもよく、また、反射エリア402の全エリアの一部分または全てを占めてもよい。オーバコーティング層413の、図4の上部表面である内側表面は、反射電極として働くために、アルミニウム(Al)または銀(Ag)などの第2の金属反射層411で被覆されてもよい。一部の実施形態では、この第2の金属反射層411は、凹凸金属層であってよい。   The first metal reflective layer 415 may be located on the inner surface of the bottom substrate 414 in the reflector 402, which is the top surface of the bottom substrate 414 in FIG. The first metal reflective layer 415 can be prepared as a stretched gate metal or a separate reflective metal layer during the TFT process. The first metallic reflective layer 415 may include an opaque reflective metallic material such as Al or Ag, and may occupy a portion or all of the entire area of the reflective area 402. The inner surface, which is the upper surface of FIG. 4, of the overcoating layer 413 may be coated with a second metallic reflective layer 411 such as aluminum (Al) or silver (Ag) to serve as a reflective electrode. In some embodiments, the second metal reflective layer 411 may be an uneven metal layer.

底部基材414はガラスで作られてもよい。透過部401内の底部基材414の内側表面には、透明酸化インジウムスズ(ITO)層412が、ピクセル電極を備えてもよい。図4に示さないカラーフィルタが、上部基材424の表面上にまたはその近くに位置してもよい。カラーフィルタは、透過部401と反射部402の両方を被覆するか、または、透過部401を被覆するだけであってもよい。ITO層422は、上部基材424と液晶層410との間に共通電極として位置してもよい。底部円偏光子416および上部円偏光子426は、底部基材414および上部基材424の外側表面上にそれぞれ取付けられてもよい。   The bottom substrate 414 may be made of glass. A transparent indium tin oxide (ITO) layer 412 may include a pixel electrode on the inner surface of the bottom substrate 414 in the transmissive portion 401. Color filters not shown in FIG. 4 may be located on or near the surface of the upper substrate 424. The color filter may cover both the transmissive part 401 and the reflective part 402, or may only cover the transmissive part 401. The ITO layer 422 may be positioned as a common electrode between the upper base material 424 and the liquid crystal layer 410. The bottom circular polarizer 416 and the top circular polarizer 426 may be mounted on the outer surfaces of the bottom substrate 414 and the top substrate 424, respectively.

光再指向フィルム433および反射偏光子434は、BLU436と底部円偏光子416との間に位置してもよい。光再指向フィルム433は、傾斜プリズムフィルムであり、光指向性チューニングフィルムの役をして、入射光が光再指向フィルム433に入るかまたはそこから反射した後に、入射光を、図4の所望の実質的に垂直な上方向に指向させうる。光再指向プリズムフィルム433は、透過部401と反射部402の両方を全体として被覆でき、または別法として、反射部402だけを被覆するパターンを備えうる。明確な実施例を示すために、光再指向フィルム433は、対称な反射表面を有するものとして図4に示される。一部の実施形態では、光再指向フィルム433の反射表面は、入射光を透過部401に再指向させるための非対称反射表面を持つように構成されてもよい。たとえば、透過部401からさらに離れた光再指向フィルム433上の反射表面は、透過部401に近い光再指向フィルム433上の反射表面より傾斜が小さくてもよい。   The light redirecting film 433 and the reflective polarizer 434 may be located between the BLU 436 and the bottom circular polarizer 416. The light redirecting film 433 is a tilted prism film, which acts as a light directing tuning film, after the incident light enters or is reflected from the light redirecting film 433, the incident light is reflected in the desired direction of FIG. Can be directed in a substantially vertical upward direction. The light redirecting prism film 433 may cover both the transmissive part 401 and the reflective part 402 as a whole, or may alternatively include a pattern that covers only the reflective part 402. To show a clear example, the light redirecting film 433 is shown in FIG. 4 as having a symmetrical reflective surface. In some embodiments, the reflective surface of the light redirecting film 433 may be configured to have an asymmetric reflective surface for redirecting incident light to the transmissive portion 401. For example, the reflection surface on the light redirecting film 433 further away from the transmission part 401 may have a smaller inclination than the reflection surface on the light redirecting film 433 near the transmission part 401.

反射偏光子434は、円偏光反射体として働くコレステリック液晶フィルムを含んでもよい。反射偏光子434は、右旋円偏光などの一方の回転方向の円偏光を反射し、左旋円偏光などの他方の回転方向の円偏光を透過させうる。反射偏光子434はまた、光再循環を可能にする複数の層を備えてもよい。特定の実施形態では、反射偏光子434は、MerckからのCLCフィルムであってよい。   The reflective polarizer 434 may include a cholesteric liquid crystal film that acts as a circularly polarized reflector. The reflective polarizer 434 can reflect circularly polarized light in one rotation direction such as right-handed circularly polarized light and transmit circularly polarized light in the other rotational direction such as left-handed circularly polarized light. The reflective polarizer 434 may also include multiple layers that allow light recycling. In certain embodiments, the reflective polarizer 434 may be a CLC film from Merck.

動作時、反射部402では、BLU436からの入射光432aおよび入射光432bは、まず反射偏光子434および光再指向フィルム433を通過し、次に、底部円偏光子416に入り、たとえば左旋円偏光状態で反射部402の底部領域に入る。BLU436からの初期段階で不偏光であってよい入射光432aおよび入射光432bは、底部円偏光子416を通過し、対応する光偏光状態は、左旋円偏光された偏光状態になる。   In operation, in the reflector 402, incident light 432a and incident light 432b from the BLU 436 first pass through the reflective polarizer 434 and the light redirecting film 433, and then enter the bottom circular polarizer 416, for example, left-handed circularly polarized light. In the state, it enters the bottom region of the reflection portion 402. Incident light 432a and incident light 432b, which may be initially unpolarized from the BLU 436, pass through the bottom circular polarizer 416 and the corresponding light polarization state becomes a left-handed circularly polarized state.

左旋円偏光状態の入射光432aおよび入射光432bは、次に、位相チューニング機能と散乱機能の両方を有するオーバコーティング層413を通過した後、偏光解消されて楕円偏光状態になる。入射光432aおよび432bは、第1の金属反射層415または第2の金属反射層411の底部表面からランダムに反射された後、偏光解消光または楕円偏光になる。この偏光解消光または楕円偏光は、左旋円偏光成分光および右旋円偏光成分光に分割されうる。したがって、偏光解消光または楕円偏光入射光432a、432bが底部円偏光子416に戻るように反射されると、入射光432aおよび入射光432bの左旋円偏光成分光は、再び再循環されるために、底部円偏光子416に入ることを阻止され、オーバコーティング層413内に戻るように散乱されて、一方、入射光332aおよび入射光332bの右旋円偏光成分光は、底部円偏光子416を通過する。   The incident light 432a and the incident light 432b in the left-handed circular polarization state then pass through the overcoating layer 413 having both the phase tuning function and the scattering function, and then are depolarized to become an elliptical polarization state. The incident lights 432a and 432b are randomly reflected from the bottom surface of the first metal reflection layer 415 or the second metal reflection layer 411 and then become depolarized light or elliptically polarized light. This depolarized light or elliptically polarized light can be split into left-handed circularly polarized component light and right-handed circularly polarized component light. Therefore, when the depolarized light or elliptically polarized incident light 432a, 432b is reflected back to the bottom circular polarizer 416, the left-handed circularly polarized component light of the incident light 432a and incident light 432b is recycled again. , Blocked from entering the bottom circular polarizer 416 and scattered back into the overcoating layer 413, while the right-handed circularly polarized component light of incident light 332 a and incident light 332 b passes through the bottom circular polarizer 416. pass.

反射偏光子434および光再指向フィルム433によって反射され、再指向されて、入射光432aおよび入射光432bからの右旋円偏光状態を有する通過した成分光は、再循環され、(1)第1の金属反射層415で被覆された、または、(2)第1の金属反射層415で被覆されないが、第2の金属反射層411で被覆された領域から透過部401内に再指向されてもよい。   The component light reflected and redirected by the reflective polarizer 434 and the light redirecting film 433 and having a right-handed circular polarization state from the incident light 432a and the incident light 432b is recirculated, and (1) the first (2) Although not covered with the first metal reflective layer 415, it may be redirected into the transmissive part 401 from the region covered with the second metal reflective layer 411. Good.

こうして、反射部402内のBLU光部分は、透過部401内に再循環され、バックライト再循環が実現される。本明細書に説明されたとおり、バックライト再循環を通して、より多くの光が、反射部402から透過部401内に再指向される。従来の半透過型LCDがこれを達成することは、その円偏光子構成に固有の回転方向競合のために不可能である。したがって、BLUからの高い光出力効率が得られ、透過部401における上昇した輝度が達成されうる。より多くのバックライトがより効率的に使用されるため、BLUからの電力消費は低減され、効率的な電力節約能力を有する半透過型LCDがもたらされる。   Thus, the BLU light portion in the reflection unit 402 is recirculated in the transmission unit 401, and backlight recirculation is realized. As described herein, more light is redirected from the reflector 402 into the transmitter 401 through backlight recirculation. It is not possible for a conventional transflective LCD to achieve this due to the rotational direction competition inherent in its circular polarizer configuration. Therefore, high light output efficiency from the BLU can be obtained, and increased brightness in the transmission unit 401 can be achieved. As more backlight is used more efficiently, power consumption from the BLU is reduced, resulting in a transflective LCD with efficient power saving capabilities.

3.拡張および変形
明確な実施例を示すために、本明細書で述べる半透過型LCDユニット構造は、第1の金属反射層および第2の金属反射層を備える。半透過型LCDユニット構造はさらに、第1の基材層と第2の基材層との間に第3の反射層を備えてもよい。この第3の反射層は、半透過型LCDの透過部か、反射部か、または、両方に設置されてもよい。一部の実施形態では、第1の金属反射層は、複数の反射コンポーネントを備えるパターンであってもよい。
3. Extensions and Variations To show a clear example, the transflective LCD unit structure described herein comprises a first metallic reflective layer and a second metallic reflective layer. The transflective LCD unit structure may further include a third reflective layer between the first base material layer and the second base material layer. The third reflective layer may be disposed on the transmissive part, the reflective part, or both of the transflective LCD. In some embodiments, the first metal reflective layer may be a pattern comprising a plurality of reflective components.

明確な実施例を示すために、第1の電極層および第2の電極層は、第1の基材層と第2の基材層に隣接してそれぞれ設置されてもよい。他の実施形態では、両方の電極層は、第1の基材層と第2の基材層の一方に隣接して設置されてもよい。   In order to show a clear example, the first electrode layer and the second electrode layer may be respectively disposed adjacent to the first base material layer and the second base material layer. In other embodiments, both electrode layers may be placed adjacent to one of the first substrate layer and the second substrate layer.

本発明の好ましい実施形態が示し述べられたが、本発明がこれらの実施形態だけに限定されないことが明らかである。添付特許請求の範囲で述べるように、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、多数の修正形態、変更形態、変形形態、置換形態、および均等形態が当業者に明らかになるであろう。   While the preferred embodiments of the invention have been illustrated and described, it will be clear that the invention is not limited to these embodiments only. Numerous modifications, changes, variations, substitutions and equivalents will become apparent to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.

Claims (33)

複数のピクセルを備える半透過型液晶ディスプレイにおいて、各ピクセルは、
第1の偏光層と、
第2の偏光層と、
第1の基材層および前記第1の基材層に対向する第2の基材層であって、前記第1の偏光層と前記第2の偏光層との間にある前記第1の基材層および前記第2の基材層と、
前記第1の基材層と前記第2の基材層との間の液晶材料と、
前記第1の基材層に隣接するオーバコーティング層であって、前記オーバコーティング層は、透過部を部分的に形成する少なくとも1つの開口を備え、前記オーバコーティング層の残りは、反射部を部分的に形成するものである前記オーバコーティング層と、
前記第1の基材層に隣接する第1の反射層であって、前記反射部の少なくとも一部分を被覆する、第1の反射層と、
前記オーバコーティング層と前記第2の基材層との間の第2の反射層であって、前記反射部を実質的に被覆する、第2の反射層と、
を備え、
前記第1の反射層は前記第2の反射層と前記第1の基材層との間にあることを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ。
In a transflective liquid crystal display comprising a plurality of pixels, each pixel is
A first polarizing layer;
A second polarizing layer;
The first base layer and the second base layer facing the first base layer, wherein the first base is between the first polarizing layer and the second polarizing layer. A material layer and the second base material layer;
A liquid crystal material between the first substrate layer and the second substrate layer;
An overcoating layer adjacent to the first substrate layer, the overcoating layer comprising at least one opening that partially forms a transmissive portion, the remainder of the overcoating layer partially comprising a reflective portion; The overcoating layer,
A first reflective layer adjacent to the first base material layer, the first reflective layer covering at least a part of the reflective portion;
A second reflective layer between the overcoating layer and the second substrate layer, the second reflective layer substantially covering the reflective portion;
With
The transflective liquid crystal display, wherein the first reflective layer is between the second reflective layer and the first base material layer.
前記第1の偏光層および前記第2の偏光層は直線偏光子であることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 1, wherein the first polarizing layer and the second polarizing layer are linear polarizers. 前記第1の偏光層および前記第2の偏光層は円偏光子であることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 1, wherein the first polarizing layer and the second polarizing layer are circular polarizers. 前記オーバコーティング層は、散乱および回折オーバコーティング層であることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 1, wherein the overcoating layer is a scattering and diffractive overcoating layer. 前記オーバコーティング層は、位相チューニングフィルムであることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 1, wherein the overcoating layer is a phase tuning film. 前記オーバコーティング層内の前記少なくとも1つの開口を通して光を指向させる光源をさらに備え、前記第1の偏光層は前記第1の基材層の外側表面に隣接し、前記ピクセルは、前記光源と前記第1の偏光層との間に偏光再循環フィルムを備えることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   A light source for directing light through the at least one aperture in the overcoating layer, wherein the first polarizing layer is adjacent to an outer surface of the first substrate layer, and the pixel includes the light source and the light source; The transflective liquid crystal display according to claim 1, further comprising a polarization recycling film between the first polarizing layer and the first polarizing layer. 前記ピクセルは、前記光源と前記第1の偏光層との間に光再指向フィルムを備えることを特徴とする請求項6に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 6, wherein the pixel includes a light redirecting film between the light source and the first polarizing layer. 前記光再指向フィルムは、前記透過部の一部と前記反射部の一部の両方を被覆することを特徴とする請求項7に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   8. The transflective liquid crystal display according to claim 7, wherein the light redirecting film covers both a part of the transmission part and a part of the reflection part. 前記光再指向フィルムは、前記反射部のエリアだけを被覆することを特徴とする請求項7に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   8. The transflective liquid crystal display according to claim 7, wherein the light redirecting film covers only the area of the reflecting portion. 前記第1の基材層に隣接して第1の電極層をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 1, further comprising a first electrode layer adjacent to the first base material layer. 前記第1の電極層は酸化物層であることを特徴とする請求項9に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 9, wherein the first electrode layer is an oxide layer. 前記ピクセルは、前記透過部を通る光透過強度を確定するように構成されるスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 1, wherein the pixel includes a switching element configured to determine a light transmission intensity passing through the transmission part. 前記スイッチング素子は、トランジスタ−トランジスタロジックインタフェースをさらに備えることを特徴とする請求項12に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 12, wherein the switching element further comprises a transistor-transistor logic interface. 前記透過部はカラーフィルタによって覆われることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The transflective liquid crystal display according to claim 1, wherein the transmissive portion is covered with a color filter. 前記ピクセルは、前記第1の基材層と前記第2の基材層との間に第3の反射層をさらに備え、前記第3の反射層は前記ピクセルのエリアの一部分を被覆することを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶ディスプレイ。   The pixel further includes a third reflective layer between the first base material layer and the second base material layer, and the third reflective layer covers a part of the area of the pixel. The transflective liquid crystal display according to claim 1, wherein the liquid crystal display is a transflective liquid crystal display. コンピュータにおいて、
1つまたは複数のプロセッサと、
前記1つまたは複数のプロセッサに結合し、複数のピクセルを備える半透過型液晶ディスプレイと、
を備え、ピクセルは、
第1の偏光層と、
第2の偏光層と、
第1の基材層および前記第1の基材層に対向する第2の基材層であって、前記第1の偏光層と前記第2の偏光層との間にある前記第1の基材層および前記第2の基材層と、
前記第1の基材層と前記第2の基材層との間の液晶材料と、
前記第1の基材層に隣接するオーバコーティング層であって、前記オーバコーティング層は、透過部を部分的に形成する少なくとも1つの開口を備え、前記オーバコーティング層の残りは、反射部を部分的に形成するものである前記オーバコーティング層と、
前記第1の基材層に隣接する第1の反射層であって、前記反射部の少なくとも一部分を被覆する、第1の反射層と、
前記オーバコーティング層と前記第2の基材層との間の第2の反射層であって、反射部を実質的に被覆する、第2の反射層と、
を備え、
前記第1の反射層は前記第2の反射層と前記第1の基材層との間にあることを特徴とするコンピュータ。
In the computer,
One or more processors;
A transflective liquid crystal display coupled to the one or more processors and comprising a plurality of pixels;
The pixel is
A first polarizing layer;
A second polarizing layer;
The first base layer and the second base layer facing the first base layer, wherein the first base is between the first polarizing layer and the second polarizing layer. A material layer and the second base material layer;
A liquid crystal material between the first substrate layer and the second substrate layer;
An overcoating layer adjacent to the first substrate layer, the overcoating layer comprising at least one opening that partially forms a transmissive portion, the remainder of the overcoating layer partially comprising a reflective portion; The overcoating layer,
A first reflective layer adjacent to the first base material layer, the first reflective layer covering at least a part of the reflective portion;
A second reflective layer between the overcoating layer and the second substrate layer, the second reflective layer substantially covering the reflective portion;
With
The computer according to claim 1, wherein the first reflective layer is between the second reflective layer and the first base material layer.
前記第1の偏光層および前記第2の偏光層は直線偏光子であることを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ。   The computer according to claim 16, wherein the first polarizing layer and the second polarizing layer are linear polarizers. 前記第1の偏光層および前記第2の偏光層は円偏光子であることを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ。   The computer according to claim 16, wherein the first polarizing layer and the second polarizing layer are circular polarizers. 前記オーバコーティング層は、散乱および回折オーバコーティング層であることを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ。   The computer of claim 16, wherein the overcoating layer is a scattering and diffractive overcoating layer. 前記オーバコーティング層は、位相チューニングフィルムであることを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ。   The computer according to claim 16, wherein the overcoating layer is a phase tuning film. 前記オーバコーティング層内の前記少なくとも1つの開口を通して光を指向させる光源をさらに備え、前記第1の偏光層は前記第1の基材層の外側表面に隣接し、前記ピクセルは、前記光源と前記第1の偏光層との間に偏光再循環フィルムを備えることを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ。   A light source for directing light through the at least one aperture in the overcoating layer, wherein the first polarizing layer is adjacent to an outer surface of the first substrate layer, and the pixel includes the light source and the light source; The computer according to claim 16, further comprising a polarization recycling film between the first polarizing layer and the first polarizing layer. 前記ピクセルは、前記光源と前記第1の偏光層との間に光再指向フィルムを備えることを特徴とする請求項21に記載のコンピュータ。   The computer of claim 21, wherein the pixel comprises a light redirecting film between the light source and the first polarizing layer. 前記ピクセルは、前記透過部を通る光透過強度を確定するように構成されるスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ。   The computer of claim 16, wherein the pixel comprises a switching element configured to determine a light transmission intensity through the transmission. 前記ピクセルは、前記第1の基材層と前記第2の基材層との間に第3の反射層をさらに備え、前記第3の反射層は前記ピクセルのエリアの一部分を被覆することを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ。   The pixel further includes a third reflective layer between the first base material layer and the second base material layer, and the third reflective layer covers a part of the area of the pixel. The computer according to claim 16, characterized in that: 半透過型液晶ディスプレイを作製する方法において、
複数のピクセルを設ける工程を含み、ピクセルは、
第1の偏光層と、
第2の偏光層と、
第1の基材層および前記第1の基材層に対向する第2の基材層であって、前記第1の偏光層と前記第2の偏光層との間にある前記第1の基材層および前記第2の基材層と、
前記第1の基材層と前記第2の基材層との間の液晶材料と、
前記第1の基材層に隣接するオーバコーティング層であって、前記オーバコーティング層は、透過部を部分的に形成する少なくとも1つの開口を備え、前記オーバコーティング層の残りは、反射部を部分的に形成するのである前記オーバコーティング層と、
前記第1の基材層に隣接する第1の反射層であって、前記反射部の少なくとも一部分を被覆する、第1の反射層と、
前記オーバコーティング層と前記第2の基材層との間の第2の反射層であって、前記反射部を実質的に被覆する、第2の反射層と、
を備え、
前記第1の反射層は前記第2の反射層と前記第1の基材層との間にあることを特徴とする方法。
In a method of manufacturing a transflective liquid crystal display,
Providing a plurality of pixels, the pixels comprising:
A first polarizing layer;
A second polarizing layer;
The first base layer and the second base layer facing the first base layer, wherein the first base is between the first polarizing layer and the second polarizing layer. A material layer and the second base material layer;
A liquid crystal material between the first substrate layer and the second substrate layer;
An overcoating layer adjacent to the first substrate layer, the overcoating layer comprising at least one opening that partially forms a transmissive portion, the remainder of the overcoating layer partially comprising a reflective portion; The overcoating layer being formed
A first reflective layer adjacent to the first base material layer, the first reflective layer covering at least a part of the reflective portion;
A second reflective layer between the overcoating layer and the second substrate layer, the second reflective layer substantially covering the reflective portion;
With
The method of claim 1, wherein the first reflective layer is between the second reflective layer and the first substrate layer.
前記第1の偏光層および前記第2の偏光層は直線偏光子であることを特徴とする請求項25に記載の方法。   26. The method of claim 25, wherein the first polarizing layer and the second polarizing layer are linear polarizers. 前記第1の偏光層および前記第2の偏光層は円偏光子であることを特徴とする請求項25に記載の方法。   26. The method of claim 25, wherein the first polarizing layer and the second polarizing layer are circular polarizers. 前記オーバコーティング層は、散乱および回折タイプであることを特徴とする請求項25に記載の方法。   The method of claim 25, wherein the overcoating layer is of the scattering and diffractive type. 前記オーバコーティング層は、位相チューニング機能を有するフィルムであることを特徴とする請求項25に記載の方法。   The method of claim 25, wherein the overcoating layer is a film having a phase tuning function. 光源を設ける工程をさらに含み、前記光源は、前記オーバコーティング層内の前記少なくとも1つの開口を通して光を提供し、前記第1の偏光層は前記第1の基材層の外側表面に隣接し、前記ピクセルは、前記光源と前記第1の偏光層との間に偏光再循環フィルムを備えることを特徴とする請求項25に記載の方法。   Providing a light source, the light source providing light through the at least one aperture in the overcoating layer, the first polarizing layer being adjacent to an outer surface of the first substrate layer; 26. The method of claim 25, wherein the pixel comprises a polarization recycling film between the light source and the first polarizing layer. 前記ピクセルは、前記光源と前記第1の偏光層との間に光再指向フィルムを備えることを特徴とする請求項30に記載の方法。   The method of claim 30, wherein the pixel comprises a light redirecting film between the light source and the first polarizing layer. 前記ピクセルは、前記透過部を通る光透過強度を確定するように構成されるスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項25に記載の方法。   The method of claim 25, wherein the pixel comprises a switching element configured to determine a light transmission intensity through the transmission. 前記ピクセルは、前記第1の基材層と前記第2の基材層との間に第3の反射層をさらに備え、前記第3の反射層は前記ピクセルのエリアの一部分を被覆することを特徴とする請求項25に記載の方法。   The pixel further includes a third reflective layer between the first base material layer and the second base material layer, and the third reflective layer covers a part of the area of the pixel. 26. The method of claim 25, characterized in that
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